如果說最終制造出來的芯片是一道美食，那么光刻膠就是最初的重要原材料之一，而且是那種看起來可能不起眼，但卻能決定一道菜味道的關鍵輔料。
光刻膠（photoresist），在業內又被稱為光阻或光阻劑，是指通過紫外光、深紫外光、電子束、離子束、X射線等光照或輻射，溶解度會發生變化的耐蝕刻薄膜材料，是光刻工藝中的關鍵材料。
從芯片生產的工藝流程上來說，光刻膠的應用處于芯片設計、制造、封測當中的制造環節，是芯片制造過程里光刻工藝中所需用到的核心材料之一。

就像美食生產中烹炒環節，光刻是平面型晶體管和集成電路生產中的一個主要工藝。光刻是對半導體晶片表面的掩蔽物（如二氧化硅）進行開孔，以便進行雜質的定域擴散的一種加工技術。一般的光刻工藝要經歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烘、對準曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕、檢測等工序。
據專業人士估算，光刻工藝約占整個芯片制造成本的35%，所消耗的生產時間更是達到了整個芯片工藝的40%~50%。因此，除了光刻機外，看似不起眼涂抹在硅片上的光刻膠也異常重要，是芯片光刻中不可或缺的一環。
具體來說，光刻機是采用類似照片沖印的技術，把掩膜版上的精細圖形通過光線的曝光印制到硅片上，而光刻膠則是涂抹在硅片上，幫助光刻機把電路在硅片上刻蝕出來的關鍵材料。
光刻膠雖然異常重要，但其占據芯片產業的比重其實有限。今年三月，專注于電子材料市場研究的TECHCET發布了關于光刻膠的統計和預測數據：2021年，半導體制造所需的光刻膠市場規模將同比增長11％，達到19億美元。
在不到20億美元的基本盤下，光刻膠的目標市場是有限的，由于工藝原因，芯片制造企業每次購買的光刻膠的量并沒有想象中大。據央視財經報道，以往企業每次采購的光刻膠量約在100kg，近期由于原材料短缺，每期只能采購到10kg-20kg。
不算大的市場格局也是導致光刻膠行業呈現寡頭化格局的重要原因。目前，全球光刻膠供應市場非常集中，主要為日本和美國壟斷，其中日本占比72%，大陸企業占有率則不到13%，其中日本東京應化（TOK）光刻膠銷量全球第一。
導致國內KrF光刻膠缺貨的信越化學是日本最大的化工企業，由于日本2·13福島地震的影響，信越化學的廠房生產設備受到一定程度影響，尤其是其KrF光刻膠產線受到很大程度的破壞，至今尚未完全恢復生產，雖然東京應化（TOK）填補了一定的KrF光刻膠產能，但目前仍存在缺口。

根據半導體行業協會統計，目前在國內半導體制造環節國產材料的使用率不足15%，KrF光刻膠就在其中。KrF光刻膠是眾多光刻膠產品中技術路線較為成熟的一種，隨著芯片制程趨向小型化、微型化，光刻機需要縮短曝光波長來提高極限分辨率，光刻膠的波長也因此由紫外光譜向g線（436nm）、i線（365nm）、KrF（248nm）、ArF（193nm）、F2（157nm）等等更小的方向轉移。
目前，國內g線、i線光刻膠的自給率約為20%，KrF光刻膠的自給率則不足5%，ArF光刻膠目前仍在研發測試中。根據SEMI數據，日本日本合成橡膠（JSR）、東京應化（TOK）和信越化學幾大廠商在g線/i線、KrF、ArF膠市場中市占率分別達到了61%、80%、93%。
此次缺貨消息傳出來后，國內投資者紛紛奔向國內光刻膠企業，包括南大光電、晶瑞股份在內的國內光刻相關企業陸續迎來上漲。兩家公司也樂見其成，接連發出通告稱自家研制的KrF光刻膠或取得認證突破、或完成中試正在驗證，將股價繼續推了一把。
可需要注意的是，盡管南大光電、晶瑞股份發出通告稱已取得突破性進展，但光刻膠的實際驗證周期在2~3年，客戶驗證的動力并不充足。同時，光刻膠的保質期有限（通常在6~9個月），上游廠商需要在短時間找到眾多愿意嘗試驗證的下游客戶，這并不是件容易事。這甚至意味著光刻膠行業的新入局者起碼得做好三年以上虧損的準備。
此外，芯片材料不是一個短時間資金密集進入就能出成果的產業，縱觀日本芯片材料產業的崛起就能看出。上個世紀70年代，隨著日本家電產業的興起，從美國到日本芯片產業發生過一次地域上的大轉移。日本整體的芯片產業技術由此迅速提高，包括光刻在內的各環節打下了良好的基礎。
如，除了光刻膠外，日本在硅晶圓、鍵合引線以及模壓樹脂等芯片產業基礎材料上均有全球領先的技術優勢，據SEMI統計，日本企業在全球半導體材料市場上所占的份額達到約52%。
隨著歷史浪潮的前進，日本雖然又經歷了芯片產業重心的幾次轉移，但憑借著過去扎實的基礎、專業技術構筑的較高行業壁壘以及相對不大的市場、較少的競爭者，使得日本不少芯片材料企業成為了行業的隱形冠軍。
如今，隨著全球芯片緊缺，晶圓代工廠們開始了數輪擴張，該勢能傳導到產業上游，就是對包括光刻膠等材料需求的增長。過去日本的數家不聲不響的芯片材料企業，也因此為公眾所注意，甚至逐漸有了寡頭壟斷之勢。
這些材料企業能保持優勢至今有兩個關鍵點，一是日本合成橡膠（JSR）、東京應化（TOK）和信越化學幾大廠商的前身都是化工材料企業，成立時間非常早，在行業內的積累較深；二是這些光刻膠企業為了加深行業壁壘，通常會與上游原材料企業共同研發制作新技術，在新技術更迭加速的同時也使得下游廠商更不愿意輕易轉換供貨商。可以說光刻膠是時間、資本都需要較高投入的行業。
此外，光刻膠本身的研究也是有門檻的，光刻機是研制和研究光刻膠的核心設備，沒有光刻機光刻膠生產驗證的諸多程序都無法完成，這意味著新入局者即便有了時間和資本的大量投入，能從事的僅僅是成熟制程的光刻膠生產、制造，國內并無先進制程的光刻機的制造實力，因此EUV用先進制程光刻膠很難生產。
可以看出，這個讓國內芯片行業陷入糾結的“膠水”，和所有依賴基礎科學的芯片技術環節一樣，不是當我們發現短缺后就能馬上實現替代的，它同樣需要我們認清現實，保有耐心，踏實地完成技術的自主替代。
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審核編輯 黃宇